DE1504050B2 - Vorrichtung zur herstellung von biaxial orientierten thermoplastischen folien im blasverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von biaxial orientierten thermoplastischen Folien im Blasverfahren, mit einer Strangpreßdüse zur Herstellung eines Schlauches und einem von der Strangpreßdüse aus in den Schlauch hineinragenden Dorn, welcher eine Kalibriervorrichtung, eine Kühlvorrichtung, eine Dichtung und eine Ausblasöffnung zum Einleiten eines Druckmediums in den Schlauch zum Zwecke des Aufweitens aufweist.

Bei der Folienherstellung im Blasverfahren wird durch die Kühlvorrichtung und die Dichtung verhindert, daß der Schlauch bereits unmittelbar nach dem Verlassen der Strangpreßdüse aufgeblasen wird, weil die Gefahr des Reißens bestehen würde, wenn in ihm in diesem Zustand ein zu hoher Innendruck erzeugt würde.

Bei einer bekannten Vorrichtung zur Folienherstellung im Blasverfahren (BE 6 22 958) läuft ein Schlauch, der von einer ringförmigen Strangpreßdüse erzeugt wird, mit radialem Abstand über einen Kühltopf, so daß er sich verfestigt. In dem verfestigten Bereich greifen Abzugsvorrichtungen an dem Schlauch an, die ihn von der Strangpreßdüse abziehen und durch eine Heizvorrichtung hindurchschieben. Beim Durchlaufen der Heizvorrichtung wird der Schlauch über seine Erweichungstemperatur erhitzt. Durch einen Dorn hindurch wird ein Druckmedium in den Schlauch hineingeleitet, so daß er durch den erhöhten Innendruck aufgeblasen wird, wodurch sich seine Wandstärke entsprechend verringert und ein Folienschlauch entsteht. Am Ende des Domes befinden sich Dichtungen, die verhindern, daß das Druckmedium bis in den Bereich der Strangpreßdüse gelangt.

Es besteht nun stets die Gefahr, daß das Druckmedium im Schlauchinneren bis zu der Strangpreßdüse hin zurückwirkt und den Schlauch vorzeitig, d. h. im Bereich der Kühlvorrichtung oder zwischen Strangpreßdüse und Kühlvorrichtung, aufbläht. Um dies zu verhindern, sieht man hinter der Kühlvorrichtung im Schlauchinneren eine Dichtung vor, die das Schlauchinnere für das Druckmedium absperrt, so daß es nicht in den Bereich der Kühlvorrichtung, da der Schlauch sich noch nicht vollständig verfestigt hat, gelangen kann. Die Wirksamkeit der Dichtung hängt natürlich von der Genauigkeit ab, mit der der Schlauch extrudiert wird bzw. von der Maßgenauigkeit des Schlauches nach der sich an die Extrusion anschließenden Schrumpfung. Unterliegt die Schlauchweite zeitlichen Änderungen, dann kann die Dichtung nicht mehr voll wirksam sein. Auch wenn der Schlauch Längsriefen aufweist, ist eine vollständige Abdichtung im Schlauchinneren nicht mehr gewährleistet. Dies bedeutet, daß einerseits die Genauigkeit, mit der der Folienschlauch hergestellt wird, leidet, und daß andererseits doch keine hinreichende Sicherheit gegen das Eindringen von Druckmedium in denjenigen Bereich des Schlauches besteht, in dem das Schlauchmaterial noch weich ist, so daß der Schlauch infolge vorzeitigen Aufblähens reißen kann.

Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung (BE 6 32 717) läuft der Schlauch, nachdem er die Strangpreßdüse verläßt, auf eine konische Kühlform auf. An diese Kühlform schrumpft der Schlauch an, so daß die Kühlform gleichzeitig als Abdichtung gegen den nachfolgend im Schlauchinneren erzeugten Aufblasdruck dient. Dieses Verfahren hat indessen den Nachteil, daß der Schlauch über eine Konusfläche gezogen wird, an der er von außen her mit festem Anpreßdruck anliegt, so daß Längsriefen oder dgl. entstehen können. Ferner besteht auch hier die Gefahr, daß der Aufblasdruck bis in denjenigen Bereich eindringt, in dem das Schlauchmaterial noch weich ist. Wird der Schlauch infolge des Aufblasdruckes auch nur geringfügig von dem Ende der Kühlform abgehoben, dann dringt das Druckmedium zwischen Kühlform und Schlauch ein und bläht diesen bis zur Strangpreßdüse auf, wobei er abreißt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der die Genauigkeit der Schlauchherstellung und die Sicherheit gegen ein Reißen des noch weichen Schlauches infolge des Aufblasdruckes erhöht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Kalibriervorrichtung aus mindestens einer Scheibe besteht, die eine ein Kühlmedium

enthaltende Kühlzone begrenzt, welche am gegenüberliegenden Ende durch die Dichtung abgeschlossen ist.

Da die Kalibriervorrichtung mit mindestens einer Scheibe den Innenraum des Schlauches absperrt, stellt sie eine weitere Dichtung dar, die zusätzlich das Eindringen von Druckmedium, das die erste Dichtung möglicherweise passiert hat, in den Düsenbereich verhindert. Zwischen der Kalibriervorrichtung und der Dichtung zirkuliert ein Kühlmedium, das eine Innenkühlung des Schlauches bewirkt.

Die Kalibrierung des noch weichen Schlauchmaterials bewirkt die Herstellung eines Schlauches mit konstanter Innenweite ohne Unregelmäßigkeiten. Diese konstante Innenweite ist Voraussetzung für eine wirksame Abdichtung des Schlauches gegen den Aufblasdruck. Diese Abdichtung wird jedoch erst vorgenommen, nachdem der kalibrierte Schlauch abgekühlt wurde und sich verfestigt hat. Die Scheibe erhöht in Zusammenwirken mit dem Schlauch, dessen Innenwand sie glättet und dessen Innenweite sie konstant macht, die Wirksamkeit der Dichtung, deren Abmessung auf die erzeugte konstante Schlauchweite abgestimmt werden kann.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der Dorn zwei koaxiale Rohre auf, die in die Kühlzone münden, und von denen das eine Rohr eine Zuführleitung und das andere Rohr eine Abführleitung ist.

Als Dichtung verwendet man vorzugsweise eine hohle Scheibe aus einem dehnbaren elastischen Material, die an dem Ausblasrohr des Domes befestigt ist. Die Dichtung weist zweckmäßigerweise eine umlaufende im wesentlichen axial ausgerichtete Dichtlippe auf, die in Richtung des von dem Druckmedium eingenommenen Raumes weist. Hierbei liegt die Dichtlippe an der Schlauchinnenwand an und wird von dem Aufblasdruck verstärkt gegen die Schlauchinnenwand gedrückt. Ferner ist es möglich, die Dichtlippe mit einer mechanischen Spannvorrichtung, die von außen betätigbar ist, gegen die Schlauchinnenwand zu drücken.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zum Rekken von beliebigem thermoplastischem Material verwendet werden, das biaxial orientiert werden kann, beispielsweise zum Recken von lineraren Polyestern, wie Polyäthylenterephthalat und Mischpolyestern von Isophthalsäure und Terephthalsäure mit einem Glykol; Vinylidenchloridpolymeren und -copolymeren, Polyvinylchlorid, Polyamiden, z. B. Nylon, Polyformaldehyd und seinen Copolymeren, Polystyrol, Polyolefinen, z. B. Polyäthylen und insbesondere Polypropylen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform der Vorrichtung.

F i g. 2 zeigt in größerem Maßstab einen Schnitt durch den Dorn der Vorrichtung nach Fig. 1.

F i g. 3 ist ein Schnitt längs der Linie A-A von Fig. 1.

F i g. 4 und 5 zeigen andere Ausführungsformen der Dichtung für die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung.

Fig.6 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung und

F i g. 7 zeigt schematisch eine dritte Ausführungsform der Vorrichtung.

Die in F i g. 1 bis 3 dargestellte erste Ausführungsform der Vorrichtung, die für senkrechtes Arbeiten vorgesehen ist, umfaßt eine ringförmige Strangpreßdüse 1, ein Kühlbad 2, in dem sich ein Quetschwalzenpaar 3 befindet, eine Heizvorrichtung 4, die unter dem Bad 2 angeordnet ist, und ein weiteres Quetschwalzenpaar 5, das genügend weit unter der Heizvorrichtung 4 angeordnet ist, um den aus der Strangpreßdüse 1 ausgepreßten Schlauch 6 aufblasen zu können. Am Boden des Kühlbades 2 ist eine (nicht dargestellte) Abdichtung vorhanden, die verhindert, daß Kühlflüssigkeit aus dem Kühlbad 2 durch die öffnung 7, durch die der Schlauch 6 geführt wird, auslaufen kann.

ίο Die Strangpreßdüse 1 ist mit einer zylindrischen Bohrung 8 konzentrisch zu einem ringförmigen Führungskanal 9 versehen, die sich durch die ganze Düse 1 erstreckt. Durch die Bohrung 8 und konzentrisch dazu sind drei koaxiale Rohre 10,11 und 12 geführt. Der Außendurchmesser des äußeren Rohres 10 ist kleiner als der Innendurchmesser der Bohrung 8, so daß ein ringförmiger Kanal 13, der am oberen Ende geschlossen ist, zwischen den Wänden der Bohrung 8 und dem Rohr 10 gebildet wird. Ein Rohr 14 ist durch die Düse 1 geführt und mündet in den Kanal 13.

Am oberen Ende ist das Rohr 10 zur Außenwand des mittleren Rohres 11 verschlossen. Von seinem oberen Ende führt ein weiteres Rohr 15 zu einem (nicht dargestellten) Kühlflüssigkeitsbehälter. Am unteren Ende ist auf das Rohr 10 eine Kalibriervorrichtung 16 aufgesetzt, die aus zwei runden Scheiben 17 aus Polytetrafluoräthylen besteht, die auf eine Halterung 18 aufgesetzt sind, die auf das Rohr 10 geschraubt ist. Die Kalibriervorrichtung 16 liegt unter der Oberfläche der Flüssigkeit im Kühlbad 2. Die Scheiben 17 haben einen solchen Durchmesser, daß sie beim Strangpressen des Schlauches 6 aus der Düse 1 einen Teil des Schlauches 6 zwischen den Scheiben 17 und dem Düsenaustritt absperren. Das mittlere Rohr 11 ist langer als das Außenrohr 10. An seinem oberen Ende ist es mit einer Quelle für ein Kühlmedium verbunden.

Das innere Rohr 12 ist länger als das mittlere Rohr 11 und am unteren Ende mit Schraubgewinde versehen. Am unteren Ende des Rohres 12 ist eine Dichtung 19 aus Gummi angebracht, die zwischen einer Mutter 20 und einer Mutterscheibe 21 in ihrer Lage gehalten wird. Die Dichtung 19 hat die Form einer Scheibe 22 mit einer umlaufenden Dichtlippe 23. Die Dichtung 19 ist so auf das Rohr 12 aufgesetzt, daß die Dichtlippe 19 vom Düsenaustritt aus nach unten ragt. Die Scheibe 21 liegt innerhalb der Dichtlippe 23.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich, haben die Walzen des Quetschwalzenpaares 3 eine im wesentlichen zylindrische Form, jedoch einen Mittelteil 24 von größerem

so Durchmesser, wobei die beiden Teile 24 der Walzen zusammen den Walzenspalt bilden. Die Teile 24 sind kürzer als die Hälfte des Umfanges des Schlauches 6, so daß der Schlauch 6 beim Durchgang durch den Spalt nicht vollständig geplättet wird, sondern eine etwa hanteiförmige Gestalt annimmt.

Die Heizvorrichtung 4 ist ein ringförmiger Strahler, dessen Innendurchmesser so bemessen ist, daß der Schlauch 6 hindurchtreten kann. Die Leistung der Heizvorrichtung 4 reicht aus, um die Temperatur des Schlauches 6 auf eine Höhe zu bringen, bei der das Aufblasen des Schlauches 6 stattfinden kann.

Die Walzen des Quetschwalzenpaares 5 sind zylindrisch und plätten den Schlauch vollständig über seine ganze Breite.

6^r' Im Betrieb tritt der Schlauch 6 aus der Strangpreßdüse 1 aus, läuft über die Kalibriervorrichtung 16 und die Dichtung 19 und durch den Spalt zwischen den Teilen 24 des Quetschwalzenpaares 3, das den Schlauch 6 aus der

Strangpreßdüse 1 zieht. Der Schlauch 6 läuft dann durch die Mitte der ringförmigen Heizvorrichtung 4, wird aufgeblasen und schließlich zwischen dem Quetschwalzenpaar 5 geplättet und zur (nicht dargestellten) Aufnahmerolle geführt.

Durch das Rohr 14 wird Luft in den Kanal 13 geblasen, um einen Druck im Raum 25 zu erzeugen, der durch den Schlauch 6, die Düse 1 und die Kalibriervorrichtung 16 gebildet wird, so daß der Schlauch 6 beim Austritt aus der Düse 1 nicht zusammenfällt.

Wasser, das den Schlauch 6 innen kühlt, läßt man in der Kühlzone 26, die durch den Schlauch 6, die Kalibriervorrichtung 16 und die Dichtung 19 begrenzt wird, zirkulieren. Es gelangt in die Kühlzone 26 durch das mittlere Rohr 11 und wird durch das äußere Rohr 10 und das Rohr 15 abgeführt.

Luft zum Aufblasen des Schlauches 6 wird durch das innere Rohr 12 in den Schlauch 6 unterhalb der Dichtung 19 eingeblasen. Der unter der Dichtung 19 erzeugte Druck bewirkt eine radiale Deformierung der Dichtlippe 23 und damit eine Abdichtung gegen die Wände des Schlauches 6. Nachdem der Schlauch 6 die Heizvorrichtung 4 durchlaufen hat und genügend weich geworden ist, bildet sich durch den Druck in seinem Inneren eine Birne 27. Diese Birne 27 wird am unteren Ende durch das Quetschwalzenpaar 5 abgedichtet, das einen luftdichten Verschluß bildet.

F i g. 4 und 5 zeigen zwei Ausführungsformen des Verschlußes bzw. der Dichtung 19, die so modifiziert ist, daß die Wirksamkeit der Dichtung nach der Inbetriebnahme der Apparatur gesteigert werden kann. Die in Fig.4 dargestellte erste Form der modifizierten Dichtung 19 ist im wesentlichen die gleiche, wie sie in F i g. 2 dargestellt ist, mit der Ausnahme, daß die Mutterscheibe 21 einen etwas größeren Durchmesser hat als die Scheibe 22. Ein Stab 28 erstreckt sich über die Länge des Rohres 12 und trägt an seinem Ende einen Spanner 29, der sich gegen die Mutterscheibe 21 legt. Wenn der Stab 28 relativ zum Rohr 12 gedreht wird, bewegt sich die Mutterscheibe 21 längs des mit Gewinde versehenen Endteils des Rohres 12 und deformiert hierbei die Dichtlippe 23 so, daß er sich enger gegen die Innenwand des Rohres 6 legt.

Bei der in Fig.5 dargestellten zweiten Form der modifizierten Dichtung 19 besteht diese aus einer hohlen Scheibe 30 aus Gummi, die an einem Rohr 31 befestigt ist, das sich zwischen dem Innenrohr 12 und dem mittleren Rohr 11 befindet. Einrichtungen (nicht dargestellt) sind vorgesehen, um Luft durch das Rohr 31 über öffnungen 32 im Rohr 31 einzuführen, wodurch die

to Scheibe 30 sich radial ausdehnt und einen dichteren Abschluß gegen die Innenwand des Rohres 6 bewirkt.

Die in Fig.6 dargestellte zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Apparatur entspricht im wesentlichen der ersten Ausführungsform mit der Ausnahme, daß der Schlauch 6 nicht geradlinig durch die Apparatur geführt, sondern um eine Walze gezogen wird, die sich im Bad 2 befindet, worauf er aus dem Bad 2 von der Oberfläche der darin befindlichen Flüssigkeit aus abgezogen wird. Bei dieser Ausführungsform der Apparatur ist ein zweites Quetschwalzenpaar 3a, das im wesentlichen mit dem Quetschwalzenpaar 3 identisch ist, über der Oberfläche der Kühlflüssigkeit im Bad 2 angeordnet. Der Schlauch 6 wird zwischen dem Quetschwalzenpaar 3 durchgeführt und so um eine der Walzen geleitet, daß er seine Laufrichtung um etwa 160° ändert, worauf er über eine Walze des Walzenpaares 3a und durch den Spalt zwischen den Teilen 24a des Walzenpaares 3a geführt wird. Abgesehen von dieser Modifikation ist die übrige Vorrichtung die gleiche, wie sie anhand von F i g. 1 bis 3 beschrieben wurde.

Die in F i g. 7 dargestellte dritte Ausführungsform der Apparatur ist im wesentlichen die gleiche wie die zweite Ausführungsform mit der Ausnahme, daß eine Anzahl von Führungswalzen 33 an der Innenseite des gekrümmten Weges angeordnet sind, den der Schlauch nimmt, nachdem er den Spalt zwischen dem Quetschwalzenpaar 3 durchlaufen hat, so daß die Krümmung dieses Weges verringert wird. Eine ähnliche Anordnung wird angewendet, bevor der Schlauch in den Spalt zwischen dem Quetschwalzenpaar 3a eintritt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung von biaxial orientierten thermoplastischen Folien im Blasverfahren, mit einer Strangpreßdüse zur Herstellung eines Schlauches und einem von der Strangpreßdüse aus in den Schlauch hineinragenden Dorn, welcher eine Kalibriervorrichtung, eine Kühlvorrichtung, eine Dichtung und eine Ausblasöffnung zum Einleiten eines Druckmediums in den Schlauch zum Zwecke des Aufweitens aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibriervorrichtung (16) aus mindestens einer Scheibe (17) besteht, die eine eine Kühlmedium enthaltende Kühlzone (26) begrenzt, welche am gegenüberliegenden Ende durch die Dichtung (19) abgeschlossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn zwei koaxiale Rohre (10,11) aufweist, die in die Kühlzone münden, und von denen das eine Rohr (11) eine Zuführleitung und das andere Rohr (10) eine Abführleitung ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungen der koaxialen Rohre (10,11) in der Kühlzone derart angeordnet sind, daß das Kühlmedium die Kühlzone (26) im Gegenstrom zur Abzugsrichtung des Schlauches durchströmt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Dorn bzw. zwischen dem Dorn und der Strangpreßdüse ein in den Schlauch einmündender Kanal (13) vorgesehen ist, der an eine Druckquelle angeschlossen ist, deren Druck gerade ausreicht, um ein Zusammenfallen des gerade extrudierten Schlauches zu vermeiden.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung eine hohle Scheibe (30) aus einem dehnbaren elastischen Material ist, die an dem Ausblasrohr des Domes befestigt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (19) eine umlaufende, im wesentlichen axial ausgerichtete Dichtlippe (23) aufweist, die in Richtung des von dem Druckmedium eingenommenen Raumes weist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Schlauch von außen kühlendes flüssiges Kühlbad vorgesehen ist, in das der Schlauch von oben hineinläuft, in dem er nach der Aufweitung umgelenkt wird, und das er nach oben hin verläßt.